[go: up one dir, main page]

CN119093780A - 一种基于电机坡道关机使用安全控制方法 - Google Patents

一种基于电机坡道关机使用安全控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN119093780A
CN119093780A CN202411588481.2A CN202411588481A CN119093780A CN 119093780 A CN119093780 A CN 119093780A CN 202411588481 A CN202411588481 A CN 202411588481A CN 119093780 A CN119093780 A CN 119093780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
ramp
control module
shutdown
limit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202411588481.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN119093780B (zh
Inventor
付新
孙祝兵
胡亮
苏芮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202411588481.2A priority Critical patent/CN119093780B/zh
Priority claimed from CN202411588481.2A external-priority patent/CN119093780B/zh
Publication of CN119093780A publication Critical patent/CN119093780A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN119093780B publication Critical patent/CN119093780B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L3/00—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/02—Details of stopping control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an AC motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于电机坡道关机使用安全控制方法。本发明采用了一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，包括以下步骤：S1.电机收到关机指令；S2.驱动控制模块收到关机指令后，检测电机是否处于坡道上；S3.当判断电机不在坡道上时，则直接使遥控模块和驱动控制模块均关机；当判断电机在坡道上时，执行坡道关机流程；在步骤S3的坡道关机流程中，待驱动控制模块收到关机指令后，遥控模块关机，以使电机产生所需数值的反向力矩；当遥控模块关机第一设定时长后，驱动控制模块控制电机停止产生反向力矩，电机主动短路。本发明通过使驱动控制模块控制电机输出反向力矩，从而避免对具有电机的代步车或轮椅在坡道上遛坡，从而不需要在电机上设置电磁刹车。

Description

一种基于电机坡道关机使用安全控制方法
技术领域
本发明涉及一种基于电机坡道关机使用安全控制方法。
背景技术
代步车和轮椅这类慢速代步工具的电机通常会配备有刹车，如果采用机械刹车，则代步车/轮椅在坡道上关机后，需要人工进行刹车操作，而代步车/轮椅的适用人群通常为行为能力受限的老年人，有的使用者可能需要较长时间才能完成刹车动作，在坡道上关机的风险较高，因此代步车/轮椅多会采用电磁刹车。
但使用电磁刹车的代步车/轮椅在正常行驶时，电磁刹车是一直通电工作的，会导致代步车/轮椅的行驶时的能耗很高，需要采用更大体积的电池，或其行驶路程受到限制。同时，电磁刹车的设置会导致整个代步车/轮椅的重量增加，不仅影响代步车/轮椅的轻量化，还会导致装配流程的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种能使代步车/轮椅更轻、生产装配更为方便，且能延长行程的基于电机坡道关机使用安全控制方法。
为实现上述目的，本发明采用了一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，包括以下步骤：
S1.电机收到关机指令；
S2.驱动控制模块收到关机指令后，检测电机是否处于坡道上；
S3.当判断电机不在坡道上时，则直接使遥控模块和驱动控制模块均关机；
当判断电机在坡道上时，执行坡道关机流程；
在步骤S3的坡道关机流程中，待驱动控制模块收到关机指令后，遥控模块关机，驱动控制模块根据车轮转动时的角速度和移动距离，计算出电机产生反向力矩需要的第一刹车力矩输出值PWM1，通过将PWM1输出到电机驱动，以使电机产生所需数值的反向力矩；
当遥控模块关机第一设定时长后，驱动控制模块控制电机停止产生反向力矩，电机主动短路。
本发明方案通过使驱动控制模块控制电机输出反向力矩，从而避免对代步车/轮椅在坡道上遛坡，以实现刹车功能，从而不需要在代步车/轮椅上设置电磁刹车，能减少生产装配工序，并降低代步车/轮椅重量以实现轻量化，同时代步车/轮椅在使用时不需要使电磁刹车一直工作，能降低能耗以延长代步车/轮椅行程。
通过使电机主动短路，从而使具有本电机的代步车/轮椅能缓慢遛坡，以避免具有本电机的代步车/轮椅在用完电后在自重作用下快速遛坡，提高使用安全性，并使代步车/轮椅移动至平地后仍有电量。
作为优选，在步骤S2中，对比电机的电流I与电机工作时的最小电流I_limit间的大小关系，如果I＞I_limit，则说明电机位于坡道上。
作为优选，在步骤S2中，对比电机的处于坡道上的第二刹车力矩输出值PWM2与Pwm_limit的大小关系，Pwm_limit为判断电机是否处于坡道时电机的最小刹车力矩输出值；当PWM2＜-Pwm_limit，则判断电机处于下坡坡道，当PWM2>Pwm_limit，则判断电机处于上坡坡道。相互校验后，能使检测准确性更高。
作为优选，在步骤S2中，当电机为轮毂电机时，对所有电机的PWM2进行检测，对比所有电机的PWM2与Pwm_limit的大小关系，当所有电机的PWM2均小于-Pwm_limit时，则判断电机处于下坡坡道，当所有电机的PWM2均大于Pwm_limit，则判断电机处于上坡坡道。
作为优选，在步骤S3中，如果判断代步车/轮椅在坡道上，则驱动控制模块发生指令给遥控模块，遥控模块发送警报信号，待关机键再次被按下后，遥控模块关机。
作为优选，在步骤S3中，通过切换为将驱动控制模块的MOS的下三管短路以实现电机主动短路。MOS的下三管短路后，三相短路，电机转为发电模式，电机转子的运动方向与正常遛坡时转子转动切割磁场的方向是相反的，以使电机转子转动具有阻力，从而实现缓慢下遛。
作为优选，在步骤S3中，电机主动短路第二设定时长后，或检测到电机已处于平地第三设定时长后，且电机主动短路第四设定时长后，驱动控制模块关机。
作为优选，PWM1的计算公式如下：
PWM1=-Kp*Pos+SumI；
SumI后=SumI前+(-Spd*ki)；
其中，Kp为移动距离调节参数，Pos为移动距离，向前为正，向后为负；SumI为速度调节积分值，Spd为转动速度，向前为正，向后为负，ki为调节比例；如果Spd*SumI>0,SumI=0,目的是防止速度的积分与速度方向相同，产生与运动方向相同的力矩。
本发明通过使驱动控制模块控制电机输出反向力矩，从而避免对具有电机的代步车或轮椅在坡道上遛坡，以实现刹车功能，从而不需要在电机上设置电磁刹车，具有能减少生产装配工序，降低代步车/轮椅重量以实现轻量化，同时代步车/轮椅在使用时不需要使电磁刹车一直工作，能降低能耗以延长代步车/轮椅行程的优点。
附图说明
图1为本发明的一种控制原理流程图。
图2为电机下三路短路时控制原理图。
具体实施方式
下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
由图1所示，本实施例公开了一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，包括以下步骤：
S1.按下关机键，遥控模块获取关机指令后将关机指令通过串行通信协议发送给驱动控制模块。其中，通过驱动控制模块控制电机输出与轮椅移动（滑坡）方向相反的力矩，以电机处的车轮转动，从而实现电子刹车。
S2.驱动控制模块收到关机指令后，检测代步车/轮椅是否处于坡道上。对比代步车/轮椅的两个轮毂电机的电流I与电机工作时的最小电流I_limit间的大小关系，如果I＞I_limit，则说明代步车/轮椅位于坡道上。其中，电流越大，说明的代步车/轮椅停车状态收到的受力越大，进一步推导为坡道越大。
同时对比代步车/轮椅的处于坡道上的第二刹车力矩输出值PWM2与Pwm_limit的大小关系，Pwm_limit为判断代步车/轮椅是否处于坡道时电机的最小刹车力矩输出值；当PWM2＜-Pwm_limit，则判断代步车/轮椅处于下坡坡道，当PWM2>Pwm_limit，则判断代步车/轮椅处于上坡坡道。其中，PWM2为负值说明电机提供的力为负，进一步说明此时处于下坡状态，反之，则处于上坡状态。
S3.如果判断代步车/轮椅不在坡道上，则直接使遥控模块和驱动控制模块均关机；如果判断代步车/轮椅在坡道上，执行坡道关机流程。
在坡道关机流程中，如果判断代步车/轮椅在坡道上，则驱动控制模块发生指令给遥控模块，遥控模块发送警报信号，警报信号包括语音“再次长按关机”，待使用者将关机键再次被按下后，则遥控模块关机；同时驱动控制模块根据车轮转动时的角速度和移动距离，计算出电机产生反向力矩需要的第一刹车力矩输出值PWM1，通过将PWM1输出到电机驱动，以使电机产生所需数值的反向力矩，从而防止代步车/轮椅遛坡。
其中，PWM1=-Kp*Pos+SumI；SumI后=SumI前+(-Spd*ki)；Kp为移动距离调节参数，Pos为移动距离，向前为正，向后为负；SumI为速度调节积分值，Spd为转动速度，向前为正，向后为负，ki为调节比例；如果Spd*SumI>0，SumI=0，目的是防止速度的积分与速度方向相同，产生与运动方向相同的力矩。
在遥控模块关机后的第一设定时长后，驱动控制模块控制电机停止产生方向力矩，电机切换为将驱动控制模块的MOS的下三管短路（图2为原理图），在电机主动短路第二设定时长后，或电机主动短路第四设定时长且检测到代步车/轮椅已处于平地第三设定时长后，驱动控制模块关机。其中，本实施例的第一设定时长和第四设定时长均为60S，第二设定时长为40S，第三设定时长为80S。
本实施例通过使驱动控制模块控制电机输出反向力矩，从而避免对代步车/轮椅在坡道上遛坡，以实现刹车功能，从而不需要在代步车/轮椅上设置电磁刹车，具有能减少生产装配工序，降低代步车/轮椅重量以实现轻量化，同时代步车/轮椅在使用时不需要使电磁刹车一直工作，能降低能耗以延长代步车/轮椅行程的优点。

Claims (8)

1.一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.电机收到关机指令；
S2.驱动控制模块收到关机指令后，检测电机是否处于坡道上；
S3.当判断电机不在坡道上时，则直接使遥控模块和驱动控制模块均关机；
当判断电机在坡道上时，执行坡道关机流程；
在步骤S3的坡道关机流程中，待驱动控制模块收到关机指令后，遥控模块关机，驱动控制模块根据车轮转动时的角速度和移动距离，计算出电机产生反向力矩需要的第一刹车力矩输出值PWM1，通过将PWM1输出到电机驱动，以使电机产生所需数值的反向力矩；
当遥控模块关机第一设定时长后，驱动控制模块控制电机停止产生反向力矩，电机主动短路。
2.根据权利要求1所述的一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，其特征在于：在步骤S2中，对比电机的电流I与电机工作时的最小电流I_limit间的大小关系，如果I＞I_limit，则说明电机位于坡道上。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，其特征在于：在步骤S2中，对比电机的处于坡道上的第二刹车力矩输出值PWM2与Pwm_limit的大小关系，Pwm_limit为判断电机是否处于坡道时电机的最小刹车力矩输出值；当PWM2＜-Pwm_limit，则判断电机处于下坡坡道，当PWM2>Pwm_limit，则判断电机处于上坡坡道。
4.根据权利要求3所述的一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，其特征在于：在步骤S2中，当电机为轮毂电机时，对所有电机的PWM2进行检测，对比所有电机的PWM2与Pwm_limit的大小关系，当所有电机的PWM2均小于-Pwm_limit时，则判断电机处于下坡坡道，当所有电机的PWM2均大于Pwm_limit，则判断电机处于上坡坡道。
5.根据权利要求1所述的一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，其特征在于：在步骤S3中，如果判断电机在坡道上，则驱动控制模块发生指令给遥控模块，遥控模块发送警报信号，待关机键再次被按下后，遥控模块关机。
6.根据权利要求1所述的一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，其特征在于：在步骤S3中，通过切换为将驱动控制模块的MOS的下三管短路以实现电机主动短路。
7.根据权利要求1所述的一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，其特征在于：在步骤S3中，电机主动短路第二设定时长后，或检测到电机已处于平地第三设定时长后，且电机主动短路第四设定时长后，驱动控制模块关机。
8.根据权利要求1所述的一种基于电机坡道关机使用安全控制方法，其特征在于PWM1的计算公式如下：
PWM1=-Kp*Pos+SumI；
SumI后=SumI前+(-Spd*ki)；
其中，Kp为移动距离调节参数，Pos为移动距离，向前为正，向后为负；SumI为速度调节积分值，Spd为转动速度，向前为正，向后为负，ki为调节比例；如果Spd*SumI>0，SumI=0，则说明移动方向和刹车方向相同，则SumI清零，重新计算SumI后。
CN202411588481.2A 2024-11-08 一种基于电机坡道关机使用安全控制方法 Active CN119093780B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202411588481.2A CN119093780B (zh) 2024-11-08 一种基于电机坡道关机使用安全控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202411588481.2A CN119093780B (zh) 2024-11-08 一种基于电机坡道关机使用安全控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN119093780A true CN119093780A (zh) 2024-12-06
CN119093780B CN119093780B (zh) 2025-04-11

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050096183A1 (en) * 2002-10-28 2005-05-05 Yutaka Watanabe Downhill speed controller
CN101659219A (zh) * 2008-08-29 2010-03-03 比亚迪股份有限公司 汽车上坡状态下电机输出转矩控制系统及控制方法
CN103182952A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 深圳市汇川技术股份有限公司 一种电动汽车电子驻坡控制系统和方法
CN106585601A (zh) * 2015-10-19 2017-04-26 北京友信宏科电子科技有限公司 一种电子驻车方法及装置
CN112776612A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 纳恩博（常州）科技有限公司 车辆下坡限速控制方法、车辆和介质
CN112895913A (zh) * 2021-02-03 2021-06-04 深圳市法拉第电驱动有限公司 电动汽车防溜坡的控制方法及系统
CN115534695A (zh) * 2022-10-21 2022-12-30 奇瑞新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车陡坡缓降控制方法及汽车
CN117002277A (zh) * 2023-09-15 2023-11-07 重庆长安跨越车辆有限公司 一种电动车坡道稳定控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050096183A1 (en) * 2002-10-28 2005-05-05 Yutaka Watanabe Downhill speed controller
CN101659219A (zh) * 2008-08-29 2010-03-03 比亚迪股份有限公司 汽车上坡状态下电机输出转矩控制系统及控制方法
CN103182952A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 深圳市汇川技术股份有限公司 一种电动汽车电子驻坡控制系统和方法
CN106585601A (zh) * 2015-10-19 2017-04-26 北京友信宏科电子科技有限公司 一种电子驻车方法及装置
CN112776612A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 纳恩博（常州）科技有限公司 车辆下坡限速控制方法、车辆和介质
CN112895913A (zh) * 2021-02-03 2021-06-04 深圳市法拉第电驱动有限公司 电动汽车防溜坡的控制方法及系统
CN115534695A (zh) * 2022-10-21 2022-12-30 奇瑞新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车陡坡缓降控制方法及汽车
CN117002277A (zh) * 2023-09-15 2023-11-07 重庆长安跨越车辆有限公司 一种电动车坡道稳定控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李贵强 等: "基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统", 北京理工大学学报, vol. 40, no. 9, 30 September 2020 (2020-09-30), pages 941 - 948 *
胡健 等: "巡线机器人无动力下坡速度控制方法", 浙江大学学报(工学版), vol. 49, no. 10, 31 October 2015 (2015-10-31), pages 1878 - 1884 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106246902B (zh) 短途纯电动汽车无离合器无同步器amt换挡控制方法
TWI733136B (zh) 馬達控制裝置、方法及電動輔助車
JP2008115640A (ja) 作業機械における旋回制御装置
CN119093780B (zh) 一种基于电机坡道关机使用安全控制方法
CN114352586A (zh) 一种工程机械的节能型电驱动转台系统
CN119093780A (zh) 一种基于电机坡道关机使用安全控制方法
CN201296185Y (zh) 电动助力自行车的助力马达控制装置
JP4016714B2 (ja) 補助動力装置付き自転車
CN212290181U (zh) 坡道智能辅助电动车系统
WO2025044121A1 (zh) 电机控制器、电驱动系统及车辆
JP2011201385A (ja) 電動補助動力装置付自転車
CN203135774U (zh) 电动车桥用直流无刷电机控制系统
CN201910728U (zh) 电动汽车用开关磁阻电机绝对位置传感器
CN102710197B (zh) 手推电动车的均速控制装置的工作方法
CN110371098B (zh) 一种基于智能化电子助力器的无刷电机控制方法
CN111559254B (zh) 一种多动力耦合驱动控制装置及方法
KR100997543B1 (ko) 전기 오토바이
CN109910848B (zh) 站驾式叉车行车制动系统及控制方法
CN102710196B (zh) 手推电动车的均速控制装置及其工作方法
JP2003335290A (ja) 補助動力装置付き自転車
CN102710195B (zh) 电动汽车防倒滑电机驱动控制器及控制方法
CN201961172U (zh) 电动车h桥电机控制装置
CN119276155B (zh) 基于反向力矩的无刷轮毂电机驻停安全控制方法
CN114421826B (zh) 一种无刷电机的智能制动方法
CN114312377B (zh) 电动压路机的能量回收方法、装置和电动压路机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant